vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2018-20-3-147-158vestniktgasu-439Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ФРАГМЕНТА КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ НА УДАРCOMPUTER SIMULATION OF MASONRY DYNAMIC STRENGTH UNDER IMPACT LOADБеловН. Н.BelovN. N.

докт. физ.-мат. наук, профессор

DSc, Professor

n.n.belov@mail.ruКопаницаД. Г.KopanitsaD. G.

докт. техн. наук, профессор

DSc, Professor

ЮговН. Т.YugovN. T.

докт. физ.-мат. наук, профессор

DSc, Professor

n.t.yugov@mail.ruТонкихГ. П.TonkikhG. P.

докт. техн. наук, профессор

DSc, Professor

5059144@mail.ruПляскинА. С.PlyaskinA. S.

канд. техн. наук, доцент

PhD, A/Professor

plyaskinandrei@mail.ruРышковА. В.RyshkovA. V.

ст. преподаватель

Research Assistant

rav.tomsk@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияТоmsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияThe National Research Moscow State University of Civil EngineeringRussian Federation20182606201803147158Copyright © Белов Н.Н., Копаница Д.Г., Югов Н.Т., Тонких Г.П., Пляскин А.С., Рышков А.В., 20182018Белов Н.Н., Копаница Д.Г., Югов Н.Т., Тонких Г.П., Пляскин А.С., Рышков А.В.Belov N.N., Kopanitsa D.G., Yugov N.T., Tonkikh G.P., Plyaskin A.S., Ryshkov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/439

В настоящее время производится корректировка и переработка СП 88.13330.2014 «Защитные сооружения гражданской обороны». Исследования, посвященные математическому моделированию процессов динамического разрушения кирпичной кладки при действии ударной нагрузки, являются весьма актуальными. Целью работы являлось исследование методом компьютерного моделирования динамической прочности фрагмента кирпичной кладки при действии ударной нагрузки различной интенсивности и углах контакта. Численные эксперименты проведены с использованием программного комплекса «РАНЕТ-3», позволяющего проводить решение задач удара, взрыва, воздействия мощных потоков излучения на вещество в полной трехмерной постановке, модифицированного на решение динамических задач методом конечных элементов. Построена математическая модель ударного взаимодействия фрагмента кирпичной кладки и падающего груза массой 1000 кг. Получены картины разрушения кирпичной кладки при действии ударной нагрузки различной интенсивности, а также угле контакта, равном α = 0°, 30°, 45°. Основные выводы представлены в виде картин напряженного состояния фрагмента кирпичной кладки при взаимодействии с падающим грузом в различные моменты времени. Полученные результаты могут быть применены при проектировании и переустройстве помещений гражданских зданий и сооружений в убежища и другие защитные сооружения гражданской обороны.

Purpose: The aim of this work is computer simulation of the dynamic strength of masonry fragment under impact load of various intensity and contact angles. Design/methodology/ approach: Numerical calculations are performed on the RANET-3 software package allowing 3D simulation of impact, explosion and powerful radiation using the finite element analysis oriented towards the solution of dynamical problems. Stress states of masonry are studied in its interacting with the weight drop at different time points. Research findings: A mathematical model is proposed to simulate the impact interaction between the masonry fragment and a 1000 kg weight drop. The fracture of masonry is shown due to the impact load of various intensity and contact angles of 0, 30 and 45 degrees. Practical implications: The obtained results can be readily used in design and reconstruction of rooms in civil buildings into protective shelters and other civil defense buildings. Value: SNiP 88.13330.2014 ‗Civil defense buildings‘ is being currently revised, and the mathematical simulation of the dynamic fracture of masonry due to the impact load are therefore rather relevant.

ударно-волновое нагружениекирпичная кладкадинамическое разрушениематематическое моделированиеshock-wave loadmasonrydynamic fracturemathematical modelingReferencesБелов Н.Н., Югов А.А., Копаница Д.Г., Стуканов А.Л., Усеинов Э.С., Рышков А.В. Модель динамического разрушения обыкновенного глиняного кирпича // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 4 (57). С. 81–94.Belov N.N., Yugov A.A., Kopanica D.G., Stukanov A.L., Useinov E.S., Ryshkov A.V. Model' dinamicheskogo razrusheniya obyknovennogo glinyanogo kirpicha [Model of dynamic fracture of ordinary loam brick]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2016. No. 4 (57). Рp. 81–94. (rus)Белов Н.Н., Югов Н.Т., Копаница Д.Г. [и др.]. Модель динамического разрушения кладки из обыкновенного глиняного кирпича // Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции. 2016. № 4 (66). С. 3–10.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., et al. Model' dinamiche-skogo razrusheniya kladki iz obyknovennogo glinyanogo kirpicha [Model of dynamic destruction of masonry from ordinary clay brick]. Teoriya inzhenernyh sooruzhenij. Stroitel'nye konstrukcii. 2016. No. 4 (66). Рp. 3–10. (rus)Югов Н.Т., Белов Н.Н., Югов А.А. Расчет адиабатических нестационарных течений в трехмерной постановке РАНЕТ-3 // Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 201061 1042. М., 2010.Yugov N.T., Belov N.N., Yugov A.A. Raschet adiabaticheskih nestacionarnyh techenij v trekhmernoj postanovke RANET-3 [Adiabatic unsteady flow analysis on RANET-3 software]. RF Certificate of State Registration of Software. 2010. No. 201061. P. 1042. (rus)Белов Н.Н., Кабанцев О.В., Копаница Д.Г., Югов Н.Т. Расчетно-экспериментальный метод анализа динамической прочности элементов железобетонных конструкций. Томск: STT, 2008. 289 c.Belov N.N., Kabancev O.V., Kopanica D.G., Yugov N.T. Raschetno-ehksperimental'nyj metod analiza dinamicheskoj prochnosti ehlementov zhelezobetonnyh konstrukcij [Dynamic strength analysis of reinforced concrete elements]. Tomsk: STT Publ., 2008. 289 р. (rus)Колчунов В.И., Белов Н.Н., Копаница Д.Г., Югов Н.Т., Рышков А.В., Усеинов Э.С., Архипов И.Н. Исследование динамической прочности кирпичной кладки на удар // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 2 (61), С. 123–140.Kolchunov V.I., Belov N.N., Kopanica D.G., Yugov N.T., Ryshkov A.V., Useinov E.S., Arhipov I.N. Issledovanie dinamicheskoj prochnosti kirpichnoj kladki na udar [Dynamic load test of masonry]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. No. 2 (61). Pp. 123–140. (rus)Белов Н.Н., Югов Н.Т., Копаница Д.Г., Югов А.А., Рышков А.В., Усеинов Э.С., Архипов И.Н. Исследование методом компьютерного моделирования прочности фрагментов кирпичной кладки на удар падающего груза // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 3 (62). С. 55–68.Belov N.N., Yugov N.T., Kopanica D.G., Yugov A.A., Ryshkov A.V., Useinov E.S., Arhipov I.N. Issledovanie metodom komp'yuternogo modelirovaniya prochnosti fragmentov kirpichnoj kladki na udar padayushchego gruza [Computer modeling of masonry impact resistance]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. No. 3 (62). Pp. 55–68. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.